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Physics Senior High

この問題が分かりません💦 教えてください!

[D 図1のように、なめらかに回転することができる定滑車を 天井で支え、軽くて伸び縮みしない糸をかける。糸の両端には 質量 m の中空の箱Aと質量3mのおもり Bをつるしている。 はじめ、Bは床の上にあり、Aの下端が床からhの高さにな るようにして、静止させておく。 滑車の質量は無視できるもの とし、重力加速度の大きさをgとして、次の間1~問4に答 天井 A h B えよ。 床 [解答番号は4 7D 図1 問1 このとき、天井が定滑車を支えている力の大きさはいくらか。適当なものを、下の0~⑥の中か ら一つ選べ。 4 0 mg の 2mg の 3mg の 4mg 5mg 問2 Aに少しずつ砂を入れていったところ、AとBは動き始めた。Aが動き出す直前、Aにはどれ だけの砂が入っていたか。砂の質量として最も適当なものを下の①~⑥の中から一つ選べ。 5 0 2m 3m の 4m 5m m 次にはじめの状態に戻し、箱Aを質量5mのおもりに換え、手でAを支えて、A、Bを静止させて おく。このとき、 糸は張っているものとする。この状態からAを支えていた手を静かに外すと、Aは 降下をはじめた。 間3 Aが降下しているときの、Aの加速度の大きさとして最も適当なものを下の0~⑥の中からー つ選べ。 6 1 1 1 0 g 2 8 問4 AとBがすれ違う時(A、 Bの下端の高さが一致する瞬間)のBの速さとして最も適当なもの を下の0~6の中から一つ選べ。 7 0 gh gh gh Vgh gh 2 3 2 5

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Physics Senior High

(2)って「失われた」力学的エネルギーだから位置エネルギーは考えなくていいということですか?

→ p.41 それらの材質によって, 運動エネルギーの和が保存されることも減少する こともある。 一般に,2つの物体の衝突において, 運動エネルギーの和が保存される 衝突が弾性衝突であり, 運動エネルギーの和が減少する衝突が非弾性衝突 であるということができる。このとき,非弾性衝突で失われる運動エネ 5 ルギーのほとんどは熱となる。 例題6 運動量と力学的エネルギー 図のように,質量 Mの砂袋がひもで天井から つり下げられている。左から水平に質量 m の弾 丸が速さ 。で飛んできて, 砂袋の中心に瞬間的 に突き刺さり,弾丸と一体となった砂袋は初め の位置から高さhのところまで上がった。重力 加速度の大きさをgとして, 次の問いに答えよ。 (1) 一体となった直後の砂袋の速さVを M, m, 10 Vo Ta 15 m V。を用いて表せ。 (2) この衝突で失われた力学的エネルギーを, M, m, voを用いて表せ。 (3) を, M, m, h, gを用いて表せ。 M 指針 非弾性衝突なので,衝突の直前と直後では, 運動量は保存されるが, 運動 エネルギーは保存されない。一体となった後,力学的エネルギーは保存される。 20 解(1) 弾丸は一瞬にして砂袋と一体になるので, その間の外力による力積は無視でき る。よって,運動量保存の法則が成り立つ。水平方向の右向きを正とすると, mVo mvo=(M+m)V よって,V= M+m Mmv? 2(M+m) (3) 一体となった後は振り子と同じ運動となり,糸が引く力は常に砂袋の運動方向 と垂直なので,力学的エネルギーが保存される。よって, 次式が成り立つ。 (2)mu3-号(M+m)V°=- 1 2 (M-スプレの 2) 25 (M+m)V=(M+m)gh ………③ 式のを式3に代入して整理すると, vo= M+m -2gh m なめらかな水平面上を右向きに速さ 4.0m/s で進む質量2.0kgの台車Aが, 静止していた質量 3.0kgの台車Bと衝突し,衝突後は一体となって進んだ。 類題 30 6

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Physics Senior High

表とグラフと加速度の値をおねがいしたいです!

DL 4.運動の法則(2) 表4 リーt グラフ 買量の 逆数の値 目的 物体に一定のカを加えたとき,その物体の質量と生じる加速度の間にどのような関係があるかを調べる。 質量m (kg) 加速度a [cm/s 30 仮説の設定 物体の質量mと生じる加速度aの間には、 及化作 の関係がある。 速み 0.25 使用器具 d.T 力学台車,砂袋(おもり用),輪ゴムと木尺または定力装置、ものさし(50cm 以上),交流用記録タイマー,記録テ ープ,セロハンテープ,車止め,はかり,フック |0.75 [em/s) 実験 (1) 運動の法則(1)と同様に,輪ゴム2本を木尺の先に付けたフックにかけ,輪ゴムの伸びが一定になるまで伸ば して木尺に目印をつける。輪ゴムを目印のところまで伸ばし、伸びの長さを一定に保ちながら力学台車を引く 練習をする。(定力装置を使用する場合は省略する。) (2) カ学台車に砂袋をのせて,その質量 m [kg) を測定し,表1に記入する。記録テープをセロハンテープでカ 学台車に付け,(1)の要領で引き,その運動を記録テープに記録する。 各記録テープについて,記録テープの判別できる最初の点を時刻 0.0s とする。そこから 0.10sごとに時刻を 記入する。(0.10 sは毎秒 50 打点の記録タイマーの場合は5打点,毎秒 60打点の記録タイマーの場合は6打 0-0d1 0、2 0時 G 0-6 0-7 tuf 0.9 1.0 ーグラフ a- m グラフ a 点となる。) (4) 0.10sごとの打点の間隔を測定し, 変位 1 [cm] として表1に記入し, 平均の速度u [cm/s) を計算する。 (5) カ学台車にのせる砂袋の数を変えて(2)~(4)を繰り返し,表2, 表3に記入する。 (6) 表1~表3より平均の速度と時刻のグラフ(-t グラフ)をかく。 (7) v-t グラフより加速度を求め,表4に記入する。 (8) 加速度と質量のグラフ(a-m グラフ), 加速度と質量の逆数のグラフ( a-ニグラフ)をかく。 加 加 速 速 度 度 結果と考察 [em/se) [cm/se] 力学台車と砂袋の質量 m= U、2r kg 表1 時刻 0.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 m 1 m 変位! [cm) 速度 [em/s) a6 6.0 /|||2.4|13、4144111. 9 よ、3|9.9 質 量 (kg) 質量の逆数の値 6 19 16 /2 13|10|10 3r 23 1. a-m グラフ, a-1 2.運動の法則(1) と運動の法則(2) についてまとめよ。 グラフより質量と加速度の間にはどのような関係があるか。 表2 力学台車と砂袋の質量 m= 0.7F kg 時刻と 0.40 0.50 0.90 1.0 0.0 0.10 0.20 0.30 0.60 0.70 0.80 感想·反省 変位1 Lcm」 2.0 5、6 8.11 9.5 110-4 1.0||2r|132 13.5 14.4 速度 [cm/s] 6 15 7 97 36 360mg2 25 I5 3 力学台車と砂袋の質量 m= 0.r kg 表3 | 時刻 0.50 0.70 0.80 0.90 1.0 0.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.60 変位1 [cm」 え0|35 2.3 15.4 31 7.3|9.1| 0. 2|1 2 8 ひ.8 b.0 15 速度u [cm/s] 1|| l0 10 I5 19 18 5

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